[發明專利]進給系統熱態特性測試裝置

無效

• 申請號: 201410413344.5
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN104165767A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 胡小秋;陳維福
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

技術領域

本發明屬于機床測試領域，特別是一種進給系統熱態特性測試裝置。

背景技術

目前對進給系統熱態特性的研究，多局限于理論分析與仿真計算，其結果缺少實驗數據的支撐，與實際存在一定的誤差，本發明從實驗的角度對傳統仿真計算的方法進行驗證，提供事實依據。

為防止進給系統由于發熱而造成進給誤差，傳統多采用絲杠預拉伸的方法減小誤差，但缺乏針對性，由于轉速及軸向力對進給系統熱生成有很大的影響，所采取的預拉伸量不一定符合實際。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種進給系統熱態特性測試裝置，能夠測量準確測量進給系統角接觸球軸承及滾珠絲杠的溫度場及滾珠絲杠的軸向熱位移。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種進給系統熱態特性測試裝置，包括底座實驗臺、伺服電機、電機座、聯軸器、右軸承座、右側軸承組件、滾珠絲杠、工作臺、絲杠螺母、絲杠螺母座、滾動導軌滑塊、楔形塊、滾動導軌、左軸承座、軸向預拉伸裝置、左側軸承組件、色散共焦位移計、壓力傳感器顯示儀、PC機、伺服放大器、熱電阻傳感器顯示儀、熱電阻傳感器、紅外測溫儀；其中左側軸承組件包括：軸承套、第一角接觸球軸承、第二角接觸球軸承，軸向預拉伸裝置包括：壓力傳感器、軸端螺母、套筒，右側軸承組件包括：軸承套、第三角接觸球軸承、套筒、第四角接觸球軸承、軸承端蓋、套筒和軸端螺母；

所述兩根滾動導軌通過楔形塊平行的固定在底座實驗臺的導軌安裝面上，每根滾動導軌上方分別設有兩個滾動導軌滑塊，滾動導軌滑塊上設有工作臺，工作臺中間底部設有絲杠螺母座，絲杠螺母座內部固定絲杠螺母，絲杠螺母內部配有滾珠絲杠，滾珠絲杠的兩端分別設置左軸承座和右軸承座，左軸承座和右軸承座分別通過螺栓緊固在底座實驗臺的軸承座安裝面上，左軸承座內部設有左側軸承組件，所述左側軸承組件包括左軸承套、第一角接觸球軸承、第二角接觸球軸承，軸向預拉伸裝置包括壓力傳感器、軸端螺母、左套筒，左軸承套內部依次設置軸端螺母、左套筒、第一角接觸球軸承、壓力傳感器、第二角接觸球軸承，壓力傳感器外部接有壓力傳感器顯示儀，第一角接觸球軸承和第二角接觸球軸承分別與滾珠絲杠和左軸承套為過渡配合；

右軸承座內部設有右側軸承組件，右側軸承組件包括右軸承套、第三角接觸球軸承、第一右套筒、第四角接觸球軸承、軸承端蓋、第二右套筒和軸端螺母，右軸承套內部依次設置第三角接觸球軸承、第一右套筒、第四角接觸球軸承、軸承端蓋、第二右套筒和軸端螺母，其中第三角接觸球軸承及第四角接觸球軸承內外圈分別與滾珠絲杠及右軸承套為過盈配合，滾珠絲杠右端通過聯軸器與伺服電機相聯，伺服電機通過螺栓緊固在電機座上，電機座通過螺栓緊固在底座實驗臺上；

左軸承座、右軸承座內均設有兩個熱電阻傳感器，熱電阻傳感器測溫頭與軸承外圈相貼合，絲杠螺母內部設有一個熱電阻傳感器，熱電阻傳感器外部接線處均與溫度顯示儀相聯，底座工作臺左側還設有色散共焦位移計，色散共焦位移計接線端與PC機相連，用來測量滾珠絲杠的溫度的紅外測溫儀位于滾珠絲杠的上方，壓力傳感器的輸出端與壓力傳感器顯示儀相連，PC機通過伺服放大器與伺服電機相連。

所述第一角接觸球軸承、第二角接觸球軸承、第三角接觸球軸承、第四角接觸球軸承的軸承內圈尺寸可調節范圍均為30-50mm。

所述軸向預拉伸裝置施加軸向力的范圍為100N-12000N。

所述伺服電機的轉速范圍為0-3000r/min。

所述接觸式熱電阻傳感器的精度為0.1℃，非接觸式紅外測溫儀的精度為0.1℃，色散共焦位移計的精度為0.01um。

本發明與現有技術相比，其顯著優點是：（1）通用性強，本發明采用軸承套結構，通過更換軸承套可對不同直徑的軸承及絲杠進行測試，滾珠絲杠公稱直徑可變動范圍為30-50mm；（2）轉速調節方便快捷，本發明通過PLC編程控制伺服電機轉速，轉速調節范圍廣，轉速范圍為0-3000r/min，精度高；（3）軸向加力機構簡單易行，成本低，調節范圍廣，軸向力施加變動范圍為100-12000N；（4）所選儀器操作性強，所測試結果均通過數值顯示，可直接讀取，無需后處理，方便快捷；（5）本發明對進給系統不同的軸向預緊力及轉速進行實驗，得到了不同工況下進給系統的溫度場及熱位移，為機床出廠時進給系統絲杠預拉伸提供依據。

附圖說明

圖1為本發明進給系統熱態特性測試裝置的總體結構圖。

圖2為本發明進給系統軸向裝配二維圖。

圖3為本發明進給系統左側軸端結構圖。